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1、“基因突变”基于小组合作学习的教学设计一、教学目标：知识目标：1、.基因突变的概念、特点 (B：识记)。2、基因突变的原因 （B：识记）3、基因突变的意义 （A：知道）能力目标：1、通过观察正常红细胞与镰刀型红细胞的结构特点，训练学生的观察和比较能力。通过发挥媒体的直观功效，培养学生的观察、探究能力。2、通过利用学生生活经验的创设，结合新知识培养学生的类比迁移能力。3、通过对镰刀型细胞贫血症病因的讨论分析，培养学生的合作交流能力。情感、态度价值观：通过对基因突变特点的分析，帮助学生树立“科学是一把双刃剑，有有利的一面，也有不利的一面”的观点。二、教学重难点：1、教学重点：（1）基因突变的概念及
2、特点（2）基因突变的原因2、教学难点基因突变的概念三、教学过程3.1课前准备：教学内容处理及学生分组根据教学目标、教学内容特点和学生的知识基础，结合查阅的有关资料，把教学内容重新整合为5个小课题：生物变异的类型；镰刀型红细胞贫血症的机理；基因突变的概念；基因突变的特点；基因突变的诱因及在育种上的应用。将全班学生（共45人）分为5个小组，每个小组9人，为A系列小组。提前一周把任务分配给各A小组，每个小组学习任务不同，即：A1A5，每个小组分别负责一项小课题的资料收集和学习任务。小组内部再通过任务分工对本小组负责的课题进行资料收集和学习，该学习过程在课外由各A组小组长自行组织学习。步骤一般包括：资
3、料收集资料交流重新整合共同学习几个步骤。课堂教学过程的第二个步骤，再将A1A5小组（每小组9个人）中每组抽取一个人组成新的小组，为B系列小组，以此类推，就把班级成员重新划分为B1B9共9个小组（每小组5人）。这样，每个B系列小组中的每个成员都分别掌握了不同的5个小课题之一的有关知识，课堂上留出一定时间进行小组合作探究学习活动，由每个组员将自己所掌握的小课题知识（其他组员没有学习的内容）轮流介绍给其他组员，或要求他们要通过一定的方法进行学习活动，目的是达到小组内每个成员都掌握5个小课题的全部基础知识。由于A系列小组是带着任务学习的，将来他要作为老师，给其所在的B小组其他成员讲课，在这种使命感和责
4、任感的驱动下，他们会认真学习。3.2课堂教学3.2.1 A系列小组的合作学习：资料收集、整合与处理尽管在课前A系列小组已经历了资料收集资料交流重新整合共同学习几个步骤的学习，但是课堂上还需留出部分时间让他们再次合作学习，目的是复习课下学习内容、决定学习内容的取舍、探讨下一步B系列小组中交流与学习的方法（如何把这些知识传授给其所在B小组的其他成员？）。3.2.2 B系列小组的合作学习：互助协作与交流按照B系列小组划分方式将全班分为9个小组（B1B9），留出一定时间（根据学习内容的多少而定，本节课留出12分钟），让小组内成员相互交流学习，掌握5个小课题的基本知识。在这个过程中，教师应该对学生制订一
5、定的制度来约束各小组的合作学习行为，避免使学习过程流于形式。让各小组内的每个成员都有一次当“老师”的机会，通过一定的教学方法把自己已经掌握而别的组员不知道的知识传授给全体小组成员。这种学习方式使每个学生都必须参与，有一定的强迫性，因为每个学生在A系列小组里是学生，到B系列小组里是“老师”（必须发挥他的特长，因为在这个小组里他是某个课题的“专家”），每个人都扮演一个相对活跃的、重要而且独立的角色。3.2.3 教师指导下的小组合作学习：反馈与补救通过A、B两个系列小组的合作学习过程，学生已初步掌握了本节课5个小课题的基本知识，在教学实践中发现，通过上述学习过程，学生一般可以掌握如下知识：课题1：生
6、物变异的类型可遗传变异和不可遗传变异的多个实例；两种变异的本质区别。课题2：镰刀型红细胞贫血症的机理DNA（基因）碱基的改变会使转录的mRNA碱基改变；mRNA碱基的改变会造成相应蛋白质中氨基酸改变从而形成异常的蛋白质；异常的血红蛋白会形成异常的红细胞。他们甚至还通过查资料知道了镰刀型红细胞贫血症的临床症状及症状出现的原因。课题3：基因突变的概念基因突变是指基因结构的改变；基因结构的改变包括碱基对的增添、缺失或改变；碱基对的增添、缺失或改变造成的突变往往不同。课题4：基因突变的特点普遍性的含义指动物、植物、微生物均可发生；各种生物基因突变的例子；不定向性，可举出例子说明；突变频率低；突变往往发
7、生在DNA复制过程中；基因突变的有害性是相对而言的。课题5：基因突变的各种外界诱因；基因突变在育种工作中的应用及优缺点。尽管学生了解和掌握了这些知识，但知识的系统性较差，某些知识点仅仅是知道，因此需要进一步深化，所以教师要引导学生继续学习，进行反馈与补救。仍以B系列小组的分组形式进行教师引导下的资料探究性学习活动，此阶段的资料由教师提供。该教学过程采用分组资料探究模式，以资料卡片的形式给学生呈现如下一些问题，并引导学生按小组通过讨论、分析进行探究。资料卡片1：请分别举2个可遗传的变异和不可遗传的变异的典型例子，并指出它们的本质区别。关于镰刀型细胞贫血症的成因，一定是其本人发生基因突变造成的吗？
8、第一个镰刀型细胞贫血症的突变基因一定是其本人发育过程中形成的吗？一个细胞在有丝分裂间期DNA复制时发生了基因突变，形成的2个子细胞都带有突变基因吗？如果是减数分裂，四个子细胞有几个带有突变基因？位于同源染色体上控制同一性状的一对基因同时发生相同突变的可能性几乎为0，所以，如果某基因为隐性突变，该个体会出现相应的突变性状吗？什么时候能出现？资料卡片2：关于基因突变的概念，课本的表述是“DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，就叫做基因突变”。我们可以从中得到信息：基因突变是基因结构的改变，而这种改变的原因是DNA分子中碱基对的增添缺失或改变。这些仅是初步的理解，请分析并
9、回答下列问题：基因与染色体、DNA、碱基间有什么样的关系？什么时候才会发生基因突变？突变后的基因哪些可能传递到子代，哪些不可能传递到子代？碱基对的增添、缺失或改变导致蛋白质的改变情况相同吗？资料卡片3：基因突变时DNA分子的碱基对改变（碱基置换突变），就一定会引起生物性状（蛋白质结构）改变吗？为什么？你估计由于碱基对的改变而引起DNA分子结构的改变会有那些具体的结构改变形式？镰刀型细胞贫血症属于哪种形式？（答案：不一定，例如，DNA分子模板链中GCG突变为GCA时，mRNA中相应的密码子CGC就变为CGU，但CGC和CGU都是精氨酸的密码子，即一种氨基酸有多种密码子；有嘌呤间的置换、嘧啶间的置
10、换和嘌呤与嘧啶间的置换三种形式，镰刀型细胞贫血症属于A与T间的置换，属于嘌呤与嘧啶间的置换。）资料卡片4：基因突变时DNA分子的单个碱基置换导致出现终止密码子时，会出现什么结果？如果本来是终止密码子，突变后终止密码子变为某氨基酸的密码子会出现什么结果？（答案：会导致肽链的延长提前终止和肽链延长推迟终止。）资料卡片5：当DNA分子上发生碱基对的增添或缺失而导致基因突变时，会出现什么样的结果？增添1个碱基、2个碱基、3个碱基时，结果相同吗？此时会不会有终止密码的改变？结果会怎样？（答案：增添或者缺失1个或2个碱基时会导致其后的许多氨基酸改变，称为移码突变；增添或者缺失3个碱基时会只会导致一个氨基酸
11、的增加或者减少。）资料卡片6：基因突变的特点之一是突变频率低，突变频率低突变数就一定少吗？例：一个果蝇群体有108个个体，每个果蝇有104对基因，假定每个基因突变率都是10-5，对这个种群来说每繁殖一代，会有多少个基因发生突变？请计算出具体数值。资料卡片7：有些资料表明，基因突变的有害性是相对而言的，你是如何理解的？谈谈你的观点。上述资料卡片分发到各小组，在教师指导下通过小组分析与讨论依次进行探究学习，每个资料卡片的学习，教师均应随机提问，由某个小组推荐代表回答（注意：回答问题的代表在小组内应该有轮换制度），其他小组评价完善。在这个过程中，本节课的难点得以突破，重点得以提升和深化，学习的基础知
12、识也会通过迁移应用而成为自己知识结构中的一部分。本节课由三个阶段的小组合作探究学习活动组成，第一个阶段是建立在课前小组查阅资料和碰头学习的基础之上的，经过这个过程，学生能够得到获取资料和整合资料的训练，并且在整合资料过程中，养成和适应小组成员间的相互接纳与谦让的合作习惯。第二阶段是小组合作学习的主体活动，经过这个过程，学生可以学习到本节课内容的基础知识，学会如何表述自己的观点，怎样才能更容易让别人接受，养成和适应以尊重的态度聆听他人的观点、鼓励和表扬他人的贡献的合作习惯。第三阶段是知识的深化和升华阶段，在这个阶段学生通过知识的运用使知识得以迁移，并能将这些知识转化为解决问题的能力。在评价别的小组的探究结果时得到批判性思维能力的训练。总之，本节课的教学模式能够最大限度地做到“面向全体学生”，使所有学生都参与到教学过程中，真正成为学习的主体。在组内合作、组间竞争的机制下，学生的学习积极性得以提高，其学习兴趣也得以增强，对学科非智力因素的提高也起到了积极作用。
